[發明專利]一種供液管開槽的液氮凍結器

有效

• 申請號: 201810104449.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108221950B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 石榮劍;張騰;王俊;盛國田;周澤陵
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E02D3/115
• 分類號: E02D3/115
• 代理公司: 32207 南京知識律師事務所
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種供液管開槽的液氮凍結器，包括凍結管、供液裝置及排氣管，所述供液裝置與所述排氣管均通過密封板與所述凍結管密封連接；所述供液裝置包括第一供液管、第二供液管及第三供液管，所述第一供液管上開設有第一螺旋槽，所述第二供液管上開設有第二螺旋槽，所述第三供液管上開設有第三螺旋槽，所述第二供液管的一端密封設置有底板。該液氮凍結器通過供液裝置對土層進行供液，并利用第一螺旋槽、第二螺旋槽以及第三螺旋槽相互層疊，改變氮氣的出液量，為不同的土層提供不同量的液氮，從而適應不同土層對氮氣的需求量，具有凍結速度快、效果好，節約液氮用量，降低成本，縮短工期的優點。

技術領域

本發明涉及一種供液管開槽的液氮凍結器。

背景技術

液氮人工凍結是在凍結管內直接汽化，利用液氮的汽化潛熱和溫升顯熱實現制冷，吸收地層中的熱量，實現土層快速凍結的人工凍結技術，屬于物態變化的制冷范疇。液氮凍結具有結構簡單，凍結溫度低，凍結速度快，形成的凍土體強度高等特點，因此常適用于施工工期緊張的凍結施工中，尤其在工程地質條件復雜或一些需要緊急處理的工程事故中，液氮凍結更能發揮其凍結速度快的優勢。

采用液氮凍結時，由于液氮在不同的供液壓力下，液氮在凍結管內的汽化位置不同，并且低溫液氮與周圍介質的熱交換主要發生在供液管開孔處，供液管的開孔大小無法根據不同的土層進行相應的變化，造成液氮凍結的凍土溫度及形狀不均勻。當供液管開孔無法滿足冷棟要求時，工程上為了達到理想的凍結效果，往往會加大液氮的用量，因此造成的液氮的浪費，也增加了工程的成本和凍結工期。

發明內容

本發明是針對現有凍結技術存在的供液管開孔大小不能根據不同的土層進行相應的改變，導致凍結管周圍土層凍結不均勻從而浪費氮氣，增加凍結時間的問題，本發明將傳統的供液管開孔替換成螺旋槽，它能夠改變使供液管供液量，能夠適應不同土層對氮氣的需求量，從而使周圍土體迅速均勻地凍結，從而達到節省液氮用量，節約成本，縮短凍結工期的目的。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種供液管開槽的液氮凍結器，包括插入土體內的凍結管、密封設置在所述凍結管上的供液裝置以及密封設置在所述凍結管上的排氣管，所述供液裝置與所述排氣管均通過密封板與所述凍結管密封連接；所述供液裝置包括與所述密封板密封連接的第一供液管、能夠轉動地設置在所述第一供液管內部的第二供液管以及能夠移動地設置在所述第二供液管內部的第三供液管，所述第二供液管的外周壁貼緊在所述第一供液管的內周壁上，所述第三供液管的外周壁貼緊在所述第二供液管的內周壁上，所述第一供液管上開設有第一螺旋槽，所述第二供液管上開設有與所述第一螺旋槽結構相同且螺旋方向相反的第二螺旋槽，所述第三供液管上開設有與所述第二螺旋槽結構相同的且螺旋方向相同第三螺旋槽，所述第二供液管的一端密封設置有底板。

優選地，所述第一供液管遠離所述底板的端部的外周壁上固定設置有圓環狀的支撐板，所述支撐板上固定設置有四個周向均勻分布的螺紋柱，所述螺紋柱上螺紋裝配有調節螺母；所述第二供液管的兩端的外周壁上均固定設置有一個圓環狀的限位板，所述限位板貼緊在所述第一供液管的兩端；所述第三供液管的外周壁上開設有環形槽，所述環形槽內設置有能夠轉動的轉動板，所述轉動板通過彈簧能夠伸縮地設置在所述螺紋柱上，所述轉動板位于所述調節螺母與所述彈簧之間，所述轉動板通過彈簧抵緊在所述調節螺母上，所述第三供液管的外周壁上還設有若干個導向凸臺，對應的所述第二供液管的內周壁上開設有供所述導向凸臺移動的導向槽；

所述第三供液管至少具有第一位置和第二位置，當所述第三供液管處于第一位置時，所述第三供液管抵緊在所述底板上，彈簧抵緊在所述轉動板上，所述第三螺旋槽與所述第二螺旋槽的完全重疊；當所述第三供液管處于第二位置時，所述第三供液管遠離所述底板，所述彈簧抵緊在所述轉動板上，所述第三螺旋槽與所述第二螺旋槽的重疊面積為零。

優選地，所述第一螺旋槽的螺距大于所述第一螺旋槽的槽寬。